Fiche de révision

Les lois de l'optique

Contenu

A La réflexion

La réflexion désigne l'un des phénomènes qui intervient lors de l'incidence de la lumière sur un matériau : la part de la lumière qui n'est ni absorbée, ni transmise, est dite réfléchie.

Définitions

Dioptre : surface séparant deux milieux transparents.

Normale (N) : droite perpendiculaire au dioptre, passant par le point d'incidence A sur le schéma.

Angle d'incidence : angle entre le rayon incident et la normale (N).

Angle de réflexion : angle entre le rayon réfléchi et la normale (N).

Le rayon incident, la normale et le rayon réfléchi sont dans le même plan d'incidence.

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L'angle d'incidence i^ et l'angle de réflexion r^ sont égaux.

B La réfraction

Lorsque le rayon lumineux passe d'un milieu transparent 1 à un milieu transparent 2 (de l'air à l'eau, par exemple), il est dévié : ce phénomène est appelé réfraction.

Définition

Angle de réfraction : angle entre le rayon réfracté et la normale (N).

Le rayon incident, la normale et le rayon réfracté sont dans le même plan d'incidence.

La valeur de l'angle de réfraction dépend de l'indice de réfraction n de chaque milieu. La formule pour calculer cet indice est :

Image dont le contenu est n = cv c : la vitesse de la lumière dans le vide v : la vitesse de la lumière dans le milieu; Fin de l'image

On compare l'indice de réfraction n2 du second milieu avec l'indice de réfraction n1 du premier milieu. Deux possibilités :

n2 > n: le rayon réfracté se rapproche de la normale quand il passe d'un milieu moins réfringent à un milieu plus réfringent ;

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n2 : le rayon réfracté s'éloigne de la normale s'il passe d'un milieu plus réfringent à un milieu moins réfringent.

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La relation de Snell-Descartes liant les indices de réfraction n1 et n2 et les angles d'incidence i^1 et de réfraction i^2 s'écrit :

n1 × sin i^1 = n2 × sin i^2.

C La réfraction totale

Lorsque n2 1, si la valeur de l'angle d'incidence augmente, l'angle de réfraction tend vers 90°.

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Lorsque l'angle de réfraction atteint et dépasse 90°, le rayon réfracté disparait et il y a réfraction totale. L'angle d'incidence est alors appelé « angle limite ». Il est noté λ et se calcule avec la formule suivante :

sin λ= n2n1.

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